JPH0241726B2 - - Google Patents

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JPH0241726B2
JPH0241726B2 JP56142967A JP14296781A JPH0241726B2 JP H0241726 B2 JPH0241726 B2 JP H0241726B2 JP 56142967 A JP56142967 A JP 56142967A JP 14296781 A JP14296781 A JP 14296781A JP H0241726 B2 JPH0241726 B2 JP H0241726B2
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
    • G02F1/1524Transition metal compounds

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄膜タイプのエレクトロクロミツク
表示素子(以下ECDと略称する)の改良に関し、
特にプロトン供給体層を適切な物質及び層構成と
してメモリーおよび見ばえや発色特性を改善し、
さらに消費電流を低減せしめたECDに関する。
ECDは、その基本要素である電気化学的発色
物質(以下EC層と略称する)が無機物質である
ものと有機物質であるものに大別でき、さらに
EC層を無機物質とするものはもう1つの基本要
素であるプロトンないしカチオン供給体層(以下
PS層と略称する)が固体であるものと液体であ
るものとに2分できる。EC層がバイオロゲン等
の有機物質であるもの、またはPS層が液体であ
るものは、その表示素子の構成が複雑になるため
とその製造プロセスの煩雑さのため表示素子の製
作コストがきわめて高くなり、LEDや液晶等の
他の表示素子に比較し劣つていた。EC層とPS層
がともに固体であるものは蒸着という1つのプロ
セスで、あるいは印刷というプロセスでも製作で
きるため、コスト面において大きなメリツトがあ
る。
従来こうした全固体型のECDが実用化できな
かつたのは寿命の短かさと、発色濃度や応答性を
含めた発色特性が悪かつたためである。本発明は
以下に詳述するようにこれらの欠点を大幅に改良
したものである。
本発明は、複数の電極と、電気化学的発色層
と、プロトン供給体層を有するエレクトロクロミ
ツクデイスプレイにおいて、該プロトン供給体層
の該電気化学的発色物質層に接する側が酸化クロ
ム富化層であり、該酸化クロム富化層上に二酸化
珪素、酸化ニツケルのいずれか、もしくはこれら
の混合層をすくなくとも一層積層した表示素子に
関するものである。なお、本発明の記述において
プロトン供給体層とは、電圧印加によりプロトン
を放出し、EC層を還元発色させる役目をもつ層
をいう。またEC層とはプロトンによつて還元発
消色する層であり、例えば酸化タングステン
(WO3)、酸化モリブデン(M0O3)、酸化バナジ
ウム(V2O5)、酸化チタン等の金属酸化物があ
る。ただし、本発明においてEC層の物質をこれ
らに限定するものでない。
従来公知の技術として以下に示すものがあつ
た。
プロトン供給体層として一酸化珪素(SiO)を
ECDに用いる方法は米国特許3521941号等によつ
て既知である。(ただ、プロトンの還元作用によ
つて発色する事実は当時知られていなかつた。)
SiOは二酸化珪素(SiO2)と異なり、絶縁性に優
れ、また、誘電率も102〔C/S〕の周波数では前
者が約8、後者が約4と電気的性質において差が
ある。光学的性質においても光吸収はSiOの方が
はるかに大きく特に紫外領域において特に強い吸
収がある。従来、ECDにおいてSiO2が軽視され、
その用がほとんど試みられなかつたのは、主に前
記の電気的性質の差異のためとも思われる。
SiO2を混合物(ふつ石水)の形でECDに応用し
た技術(特開昭50−106654号公報)があるが、本
発明のように酸化クロム(Cr2O3)との積層タイ
でなく構成の異なること、さらに本発明で掲げた
Cr2O3をPS層に添加ないし混合した系は開示され
ていない。
また、本発明に類似の物質を用いた技術に特開
昭55−36860号公報があるがこの技術では酸化ク
ロムと珪素の酸化物を混合した層を用いており、
本発明の如く酸化クロムと二酸化珪素との2層な
いし多層といつた構成でなく根本的に本発明とは
異なる。また該公報の明細書5頁に「珪素の酸化
物とは酸化珪素(SiO)である。」と明記されて
おり、本発明で用いる二酸化珪素(SiO2)とは
異なる。特開昭55−36860号公報の明細書では、
その発明による表示装置の寿命が明記されていな
く、その効果が不明であるが、本発明者らの実験
によるとEC層に接する側をCr2O3に、外側を
SiO2としないと寿命が極端に短かくなり、この
意味で本発明の価値大なることを証するものであ
る。
また、特開昭55−109748号公報には、SiO、
SiO2等の記載があるが、このSiO2等は表示部以
外の部分をカバーし、本来の絶縁層として採用し
ているため、本発明のPS層としてのSiO2とは本
質的にも構成の上でも異なる。
さらに、本発明で示してあるように、SiO2
中心構成物質とするPS層はその充填率を0.82以
下もしくは5×10-5torr以下の低真空状態で成膜
しないと十分な発色特性が得られない。また電圧
印加による発消色の繰返しサイクルを102〜103
行いウオーミングアツプを行わないと高い発色濃
度が得られない。この現象は、プロトン供給体と
して既知の単層のCr2O3、またはTa2O5(酸化タ
ンタル)、ZrO2(酸化ジルコニウム)、TiO2(酸化
チタン)では観察されず、SiO2特有のものであ
る。このウオーミングアツプの後は比較的安定
し、初期の発色濃度0.5が106回後でも0.4と大きな
劣化がなく実用価値が高い。ただし、本発明で示
したようにEC層に接する側をCr2O3とし、外側を
SiO2とすることによつてここに示したような長
命化が可能で、SiO2単層では発消色の繰返しを
経るに従いガスが発生し、素子の層構成を破壊し
てしまう。
また、PS層の構成をCr2O3/SiO2/Cr2O3と、
あるいはSiO2/Cr2O3とすれば電圧を印加し発色
させた後、回路をオープンのまま保持させておく
と発色が3〜60日も維持し、全固体薄膜型ECD
では画期的なメモリー性を発現する。また本発明
ではSiO2の他に酸化ニツケル(NiO)を提示し
ている。NiOもSiO2と同様、低真空で蒸着し、
充填率を下げて成膜することにより表示素子の発
色特性をあげえる。
なお、PS層がCr2O3単層の表示素子は寿命が短
かく104〜105回程度の発消色の繰返しサイクルで
発色濃度が半減し、かつ1〜2Vという直流電圧
の印加によつて5〜50mA/cm2というきわめて大
きなリーク電流が生じ実用価値が低い。また、リ
ーク電流が生じることはCr2O3が有効な電子阻止
層となり得ないことを示している。この点に対
し、Ta2O5やZrO2単層をPS層とした表示素子の
リーク電流は1mA/cm2前後とやや少なく、多少
とも電子阻止層としての性質を有するといえる。
しかし、Cr2O3単層のものでは1.3Vの印加電圧で
0.4程度の発色濃度を得ることができるのに対し、
Ta2O5単層のものやZrO2単層のものは、同程度
の発色濃度を得るには2V以上の印加電圧が必要
である。即ち、Cr2O3層内のプロトン移動の活性
化エネルギーはTa2O5やZrO2より低くプロトン
のモビリテイが高いことを示している。本発明は
プロトンのモビリテイの高いCr2O3の特性を活か
すとともに、その外側にSiO2ないしNiOを充填
率を低くして積層することによりリーク電流を軽
減し発色効率を高め応答性を改善したものであ
る。特開昭55−88028号公報ではNiOを用いた固
体エレクトロクロミツク素子を開示し、該発明の
素子の構成は固体エレクトロクロミツク物質層
(電気化学的発色物質層と同義)と誘電体層(本
発明においてはプロトン供給体層とよんでいる
層)との間に電子阻止層を配設したものとなつて
いるが、本発明において前述したように、Cr2O3
は電子阻止層でなくプロトンのモビリテイの高い
プロトン供給体層として中間層に利用するもので
ある。特開昭55−88028号公報では、その詳細な
説明の中でCr2O3を誘電体層として外側に用い、
Cr2O3の特性を十分に利用していない。また
Cr2O3は外側の層として用いると、雰囲気の影響
を受け経時変化しそのEC素子の特性を劣化させ
る。また本発明では、プロトン供給体層の充填率
をその構成物質のバルク密度に対し、0.82以下と
粗化して成膜することを提示しているが、それは
プロトン供給体層が0.82以下の充填率でないと十
分なプロトンのモビリテイが得られないためであ
る。充填率を下げて成膜させる具体的手法として
は、プロトン供給体層の形成を5×10-5torr以下
の低真空で蒸着を実施することが簡便である。ま
た蒸着以外の方法としてスパツタリング、イオン
プレーテイング、CVD、陽極酸化のような各成
膜技術や表面処理の技術の応用が可能である。
本発明は以上のようにCr2O3を中間的な層と
し、低真空あるいは水富化雰囲気中の低真空で
SiO2またはNiOを充填率の0.82以下として成膜積
層し、適材適所とすることによつて発色特性の高
いEC素子を提供するものである。
次に本発明を実施例により詳細に説明する。
〈実施例 1〉 第1図に示した実施例は、ガラス基板1上に酸
化スズ5%含有の酸化インジウムの透明電極2を
形成し、この上に7×10-5torrの真空状態でWO3
を4000Åの厚みに設けEC層3とした。さらにこ
のEC層3上に3×10-4torrの真空度にてCr2O3
4を2000Åの厚みで蒸着し、次にSiO2層5を3
×10-4torrの真空度にて共蒸着させ1000Åの厚み
で形成した。この上にAuを150Åの厚みで積層し
対向電極6とした。この表示素子に1.3Vの電圧
を対向電極6を正極として印加したところ3秒後
で濃度0.4の発色濃度を得た。発消色を102回繰返
すと1秒後で濃度0.6の発色濃度が得られ106回後
もほとんど劣化しなかつた。リーク電流は
0.4mA/cm2ときわめて低いものであつた。
〈実施例 2〉 第2図に示す実施例は透明電極2が膜付けされ
たガラス基板1上に、実施例1と同様にEC層3
及びCr2O3層4を設け、次に水分を飽和させた酸
素ガスを真空度2×10-6torrの蒸着機内に導入し
3×10-4torrと調圧してNiO層7を800Åの膜厚
で積層した。このあと、基板温度を上昇させない
よう低温スパツタリング装置にて対向電極6を酸
化スズ5%含有の酸化インジウムにて形成した。
さらに可視光の透過率をあげるためフツ化マグネ
シウムを反射防止膜8として積層した。この表示
素子に対し、対向電極6を正極として1.3Vの電
圧を印加したところ、0.1秒にて発色濃度0.6が得
られ、106回後も濃度の減少はほとんど観察され
なかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の全固体型のエレクト
ロクロミツク表示素子の実施例を示す部分断面図
である。 1……ガラス基板、2……透明電極、3……
EC層、4……Cr2O3層、5……SiO2層、6……
対向電極、7……NiO層、8……反射防止膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電気化学的発色層と、プロトン供給体層を有
    するエレクトロクロミツク表示素子において、プ
    ロトン供給体層の電気化学的発色層に接する面を
    酸化クロム層とし、該酸化クロム層上に二酸化珪
    素、酸化ニツケルのいずれか、またはこれらの混
    合物をすくなくとも一層積層し、かつ前記プロト
    ン供給体層の充填率をその構成物質のバルク密度
    に対し、0.82以下として成膜したことを特徴とす
    るエレクトロクロミツク表示素子。
JP56142967A 1981-09-10 1981-09-10 エレクトロクロミツク表示素子 Granted JPS5843431A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19640515A1 (de) * 1996-10-01 1998-04-09 Flachglas Ag Elektrochromer Spiegel und Verfahren zum Herstellen eines elektrochromen Spiegels
JP4200221B2 (ja) * 2005-03-19 2008-12-24 国立大学法人東京農工大学 可逆着脱色固体素子、可逆導電性変化固体素子、可逆屈折率変化固体素子、非発光型表示素子、通電路素子および光導波路素子

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2821028A1 (de) * 1977-05-13 1978-11-16 Steigerwald Strahltech Verfahren und einrichtung zur strahlpositionsregelung in einem ladungstraegerstrahlgeraet
JPS5433745A (en) * 1977-08-22 1979-03-12 Nippon Chemical Ind Reflectionnpreventive light control element
JPS5536860A (en) * 1978-09-06 1980-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd Electrolytic coloring display device
JPS5588028A (en) * 1978-12-27 1980-07-03 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Solid electrochromic element

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